[发明专利]三维网格模型以及创建三维网格模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D（三维）网格模型，创建三维网格模型的方法，以及显示3D对象的图像的基于计算机系统。

背景技术

这个部分旨在向读者介绍可能与下面所述和/或要求保护的本发明的各个方面有关的现有技术的各个方面。这种讨论被认为有助于向读者提供促使人们更好理解本发明的各个方面的背景信息。于是，应该明白，这些陈述要就此而论地阅读，而不是作为现有技术的入门。

重复模式在自然和人造物品中是无处不在的。发现重复模式是许多3D模型处理应用的重要工具。例如，利用重复模式的3D模型压缩算法使压缩比显著提高。尽管已有几部发现重复模式的著作，但没有预备知识地发现重复模式仍然困难的。另一方面，当利用像“3Ds MAX”和“Maya”那样的3D建模软件工具制作3D模型时，会频繁使用类似于“复制和粘贴”的实例化。因为场景或对象往往有许多相同或非常相似的部分，所以实例化节省了许多繁琐的工作。因此，最好是与3D模型数据一起存储实例化操作的必要信息，即，“模式-实例”关系，以便使重复模式发现更容易得多。这将显著提高用于压缩的3D模型处理算法的效率。但是，常见的3D建模软件工具在创建3D模型的时候只能记录非常有限的实例化信息。例如，当模型的实例在创建之后未改变时，只能保留实例化信息。在下文中，术语“3D模型”和“3D对象”作为等效物来使用。术语“3D网格模型”表示它的子类。

发明内容

本发明至少解决了上述问题，并且通过使用模式-实例记录表使3D模型的压缩得到简化和改进，该模式-实例记录表为3D对象内的重复模式的所有实例提供模式-实例关系。

按照本发明，在一个方面中，模式-实例记录表（PIRT）记录“模式-实例”信息，即，有关整个建模过程中的模型实例化操作的所有信息。在建模过程中保存记录“模式-实例”信息的伴随文件。当创建实例模型时，将新的“模式-实例”记录插入包括相应模式模型与实际实例模型之间的变换信息的伴随文件中。以后当对模式和实例模型加以操作时可以改变该记录。

在一个方面中，本发明涉及存储在电子存储设备中和包含至少一个第一参考3D网格模型的数据的3D网格模型、包含第一和第二实例数据的电子模式-实例记录表，其中第一实例数据包含指向第一参考3D网格模型的指针、第一位置数据、第一取向数据和第一缩放数据，以及第二实例数据包含指向第一或进一步参考3D网格模型的指针、第二位置数据、第二取向数据和第二缩放数据，所述电子模式-实例记录表进一步包含至少一个辅助3D网格模型实例的第三实例数据的实例记录，其中第三实例数据包含所述第一和第二实例数据，或包含所述第一和第二实例数据的引用。第一和第二实例数据由于已经删除了它们以前的记录，所以在模式-实例记录表中没有单独实例记录。

在另一个方面中，本发明涉及创建3D网格模型的方法，其包含如下步骤：将一个或多个第一参考3D网格模型的形状数据存储在电子存储设备上；将定义一个或多个第一参考3D网格模型的至少两个实例的第一实例数据记录和第二实例数据记录存储在电子存储设备上的电子模式-实例记录表（PIRT）中，其中第一和第二实例数据记录的每一个包含第一参考3D网格模型之一的引用、位置数据、取向数据和缩放数据，以及其中第一实例和第二实例可在显示器上看见；以及将至少一个第三3D网格模型的第三实例数据记录存储在所述电子模式-实例记录表中，其中第三3D网格模型包含所述第一和第二实例数据记录，或它们的副本的数据。该方法进一步包含如下步骤：在所述电子模式-实例记录表中删除第一和第二实例数据记录，其中显示保持不变。至少两个实例的第一实例可以是初始实现，具有默认位置数据、默认取向数据和默认缩放数据。

在一个进一步方面中，本发明涉及含有使计算机执行包含如下步骤的方法的可执行指令的计算机可读介质：将一个或多个第一参考3D网格模型的形状数据存储在电子存储设备上；将定义一个或多个第一参考3D网格模型的至少两个实例的第一实例数据记录和第二实例数据记录存储在电子存储设备上的电子模式-实例记录表中，其中第一和第二实例数据记录的每一个包含第一参考3D网格模型之一的引用、位置数据、取向数据和缩放数据，以及其中第一实例和第二实例可在显示器上看见；将至少一个第三3D网格模型的第三实例数据记录存储在所述电子模式-实例记录表中，其中第三3D网格模型包含所述第一和第二实例数据记录，或它们的副本的数据；以及在所述电子模式-实例记录表中删除第一和第二实例数据记录。至少两个实例的第一实例可以是初始实例，可以具有默认位置数据、默认取向数据和默认缩放数据。在存储和删除步骤期间，显示保持不变。